Dr. Nelson Veissid Laboratório Associado de Sensores e Materiais Centro de Tecnologias Especiais - LAS/CTE/INPE São José

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1 ANOMALIA DA REFLETIVIDADE PLANETÁRIA DA AMÉRICA DO SUL MEDIDO PELO EXPERIMENTO ALBEDO DO SATÉLITE SCD2 DO INPE Dr. Nelson Veissid Laboratório Associado de Sensores e Materiais Centro de Tecnologias Especiais - LAS/CTE/INPE São José dos Campos SP, Brasil 1

2 ANOMALIA DA REFLETIVIDADE PLANETÁRIA DA AMÉRICA DO SUL MEDIDO PELO EXPERIMENTO ALBEDO DO SATÉLITE SCD2 DO INPE 1 Introdução 2 Descrição do Experimento 3 Metodologia e Algoritmo 4 Resultados na forma de Mapas 5 Conclusões 2

3 1. Introdução : Satélite SCD2 O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira do INPE (SCD2/MECB) lançado no dia 23 de outubro de 1998 carrega a bordo um Experimento de Células Solares (ECS) espaciais i produzidas no Brasil. O objetivo principal do ECS é de qualificar as células em missão durante a vida do satélite SCD2. Paralelamente, o ECS pode ser usado como sensor de radiação. Desta forma, o ECS permite medir a refletividade da TERRA. A medida do ALBEDO PLANETÁRIO é um sub-produto do ECS. Os dados de albedo são recebidos em tempo real durante a passagem do satélite pela visada da estação receptora de Cuiabá MT. 3

4 VEISSID, N. (2003) New Satellite Sensor and Method for the Direct Measurement of the Planetary Albedo, Results for the 1999, 2000 and 2001 in South America, Atmospheric Res., Vol. 66, p VEISSID, N. (2003) New Developments in Using Solar Cells as Remote Sensors to Gauge Climate Change, Environmental Geosciences, Vol. 10(2), p SIMULAÇÃO DO SINAL DO ECS VISADA DA ANTENA DE CUIABÁ MS com órbitas de novembro de

5 Os pontos de telemetria amostrados a cada meio segundo são submetidos a uma mudança de variável de t para θ. Por ajuste (fitting) tem-se o melhor valor da rotação do satélite (ω = 36,2295 rpm) e os pontos formam uma curva com dois picos. 5

6 3. Metodologia e Algotítmo O ECS gera até cinco arquivos diários de valores do albedo planetário sobre a América do Sul. O conjunto mensal destes arquivos permite estabelecer imagens de albedo médio e imagens do desvio padrão. O algoritmo usado é através de uma grade de 17x17 pixels. Afiguramostraesta grade e parte da órbita do dia 24 de janeiro de 1999 do satélite SCD2 dentro da visada da estação receptora de Cuiabá MS. 6

7 3. Metodologia e Algotítmo Estudo estatístico dos dados de albedo mostra que o LOGARÍTMO do ALBEDO apresenta distribuição de probabilidade do tipo NORMAL ou GAUSSIANA. A figura mostra a distribuição de eventos sobre a cidade de São Paulo. 7

8 3. Metodologia e Algotítmo A distribuição Gaussiana permite estabelecer estatística. O período de 1999 até 2008 define padrão decanal para o albedo médio. Este período de dez anos foi agrupado em trimestres (DJF, MAM, JJA e SON). O albedo medido nas passagens do satélite foram contabilizados em uma matriz ti de 17x17 elementos (pixel). l)a média e o desvio padrão dã (variabilidade) de cada pixel e em cada trimestre permite construir imagens de isolinhas. As figuras a seguir mostram a estatística feita nos trimestres para o decênio padrão. As imagens de ANOMALIAS são dados em termos de fração da variabilidade da diferença. ( A B ) / C = D 8

9 4. Resultado - Média Trimestral

10 4. Resultado -Média Trimestral

11 4. Resultado Média Trimestral

12 4. Resultado -Média Trimestral

13 4. Resultado - Média Trimestral

14 4. Resultado -Média Trimestral

15 4. Resultado Média Decenal para os trimestres. 15

16 4. Resultado Desvio Padrão da Média Decenal

17 O trimestre DJF de 2009 teve um albedo médio muito próximo do padrão para DJF. O mapa de anomalia mostra leve perturbação sobre a floresta Amazônica e pequena diminuição da reletividade abaixo do Trópico de Capricornio. 17

18 O trimestre MAM de 2009 não seguiu padrão do trimestre na região do nordeste. O mapa de anomalia mostra perturbação de mais de três desvios padrões nesta região e no litoral também. Próximas trimestres poderão definir se é uma flutuação estatística. 18

19 O trimestre JJA de 2009 mostra comportamento típico para o trimestre JJA e o mapa de anomalia confirma este fato. Portanto, parece que perturbação no Nordeste do trimestre anterior foi flutuação estatística porque mancha vermelha desapareceu. 19

20 O trimestre SON de 2009 mostra comportamento idêntico ao padrão de dez anos. Manchas azuis representam menor variabilidade na oscilação dos valores de albedo do trimestre. 20

21 O trimestre DJF de 2010 mostra comportamento idêntico ao padrão de dez anos. Pequena perturbação é observada sobre a cidade de Lima. 21

22 5. Conclusões: Primeira Parte -Os resultados do Experimento Célula Solar (ECS) colocado a bordo do satélite SCD2 mostram a confiabilidade dos processos de fabricação de célula solar de silício produzido no Brasil pelo LAS para uso espacial. Também, aprovam os ensaios, processos de montagem e confirma testes feitos em laboratório. Pois, o satélite foi projetado para ter uma vida estimada de DOIS anos. -A evolução do projeto ECS mostrou a viabilidade da montagem de sistemas simples em satélite que, junto com um bom algoritmo de interpretação dos dados, produz resultados interessantes. Por exemplo, medida do albedo que é um subproduto do ECS. -O experimento usado como sensor de albedo é autocalibrável, porque a degradação do sinal é corrigido pela razão entre os dois picos. 22

23 5. Conclusões: Segunda Parte -O satélite SCD2 continua em órbita estável e o Experimento Albedo, provavelmente, irá fornecer dados por mais dez anos. -O trimestre MAM de 2009 teve aumento do valor médio dos valores de albedo de modo intenso na região Nordeste, qual foi superior a três desvios padrões (acima de flutuação estatística). Os trimestres seguintes mostram que esta perturbação foi passageira. Estudos complementares devem ser feitos para entender este fenômeno. -Várias outras conclusões podem ser extraídos dos dados de albedo por meio de análise minuciosa. i -O autor disponibiliza os dados para trabalhos de mestrado e doutorado e trabalhos conjuntos ( nelson.veissid@gmail.com ). MUITO OBRIGADO 23